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氧化锌避雷器的型式及其应用

氧化锌避雷器(简称 MOA)是现代电力系统里必不可少的过电压保护装置,它的核心是用了氧化锌电阻片 —— 这种电阻片有出色的非线性伏安特性。和传统的碳化硅避雷器比起来,MOA 不用串联间隙,而且有响应快、通流容量大、没有续流、保护特性稳定这些明显优点。根据结构设计、应用场景以及特殊功能的不同,氧化锌避雷器主要能分成下面几种型式。

一、按结构分类

无间隙型

这是最主流也最典型的 MOA 型式。它的电阻片阀柱直接接触运行电压,正常情况下,依靠氧化锌电阻片本身的非线性特性呈现高电阻状态,这时只有微安级的泄漏电流通过;等到过电压来袭,它会快速转变成低电阻状态来泄放能量。这种型式结构简单,保护性能最好,响应速度也特别快,在低压到超高压的各类系统里都用得很广。它的关键技术指标,一是长期承受系统运行电压的能力,也就是持续运行电压,二是老化特性。

串联间隙型

这种型式会在氧化锌电阻片阀柱上串联一个外部空气间隙。正常运行的时候,这个间隙能把电阻片和系统工作电压隔离开,这样就能彻底消除电阻片的老化问题,还能大幅降低泄漏电流。一旦出现过电压,间隙会先击穿,之后电阻片就会动作泄流。通常情况下,这种型式主要用在中性点不接地或者经消弧线圈接地的配电系统,拿 10kV 系统来说,就是很典型的应用场景。因为这类系统发生单相接地故障时,健全相电压会升到线电压,而且持续时间比较长,这对无间隙避雷器是不小的考验,而串联间隙型在这类系统里使用寿命会更长。

并联间隙型(又称放电间隙型)

这种结构比较特殊,一般用在线路型避雷器或者复合外套避雷器里。它是在避雷器本体旁边并联一个纯空气间隙,主要作用是给雷电过电压提供一条 “捷径”。当幅值极高的雷电流来袭时,并联间隙会优先击穿,直接把大部分雷电流引到地下,这样就能减轻氧化锌电阻片的通流负担,保护电阻片不会因为能量太大而损坏。这是针对特殊严苛工况设计的一种增强保护结构。

(HY)YH5W-36-出口型氧化锌避雷器-恩彼迈

二、按外套材料分类

瓷套型

这类避雷器用电瓷做外套,内部会填充惰性气体或者硅胶来隔绝潮气。瓷套型避雷器机械强度高、耐候性好,而且散热性能不错,传统上在电站设施里用得很多。不过它有缺点,重量大,还存在爆裂风险 —— 虽然这个概率特别低,另外对安装基础的要求也比较高。

复合外套型

这类避雷器用高分子聚合物,就硅橡胶来说,来做外套。这种型式是现在的发展趋势,特别是在线路、配电以及中等电压等级的场景里很适用。它的优点不少:重量轻,防爆性能好,能避免碎片飞溅,而且憎水性和抗污闪能力强,安装与维护都很方便。复合外套内部一般会采用整体灌封技术,密封性也更好。

三、按应用场景分类

电站型

电站型避雷器主要用来保护发电厂、变电站里的变压器、开关这些关键设备。对它的要求通常是通流容量最大、稳定性最高,结构上多是无间隙瓷套或者无间隙复合外套。

配电型

配电型避雷器用在中压配电网,保护配电变压器以及开关柜之类的设备。考虑到配电网的运行特点,它常采用串联间隙复合外套结构。

线路型

线路型避雷器直接装在输配电线路上,主要作用是限制雷电过电压,降低线路因为雷击跳闸的概率。它的结构多是复合外套,重量轻还耐震动,有些时候还会采用并联间隙设计。

特殊型

特殊型避雷器里,有专门保护旋转电机的 “旋转电机型” 避雷器,就发电机、电动机来说,对这类避雷器的保护水平(也就是残压)要求更严格;还有用在直流系统的 “直流避雷器”,它需要解决直流电流下电阻片劣化的问题。

选型要点

我们在选避雷器的时候,要综合考虑系统电压等级、中性点接地方式、安装地点是站内还是线路、污秽等级、抗震要求以及过电压保护水平的需求。无间隙型因为保护特性优异,已经成为标准选择;不过在特定的配电环境里,串联间隙型依然有优势。复合外套型因为安全性高、使用方便,正逐渐取代瓷套型,成为很多应用场景的首选。

总的来说,恩彼迈氧化锌避雷器的型式有很多种,每种都有自己的特点,它们一起构成了电力系统里可靠又高效的过电压防护体系。选对并且用好合适的避雷器型式,是保障电力设备安全以及系统稳定运行的关键。

(HY)YH10W-12-防污型氧化锌避雷器-恩彼迈

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